Đánh giá lượng phát thải khí ô nhiễm của nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam

Đánh giá phát thải khí ô nhiễm từ các nhà máy nhiệt điện than ở Việt Nam. Phân tích chi tiết về tác động môi trường và giải pháp giảm thiểu ô nhiễm.

• Tác giả: Lê Thị Thủy
• Người hướng dẫn: TS. Lý Bích Thủy
• Trường học: Đại học Bách khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường
• Đề tài: Đánh giá lượng phát thải các khí ô nhiễm của các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• Mục tiêu đề tài
• Nhiệm vụ của luận văn
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
• Cấu trúc của luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐỐT THAN
• 1.1. Tổng quan về nhiệt điện đốt than
• 1.2. Nhiệt điện đốt than trên thế giới
• 1.3. Tổng quan về ngành năng lượng điện Việt Nam
• 1.4. Khả năng khai thác, sử dụng than
• 1.5. Tình hình sản xuất và tiêu thụ than trên thế giới
• 1.6. Tình hình khai thác, sử dụng than tại Việt Nam
• 1.7. Phương pháp xác định phát thải đối với nhiệt điện đốt than
• 1.8. Một số nghiên cứu xác định lượng phát thải các khí ô nhiễm tại Việt Nam
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN LƯỢNG PHÁT THẢI CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
• 2.1. Phương pháp nghiên cứu. Các bước thực hiện xác định phát thải
• 2.2. Mục tiêu và đối tượng thực hiện tính toán lượng phát thải khí ô nhiễm
• 2.3. Đối tượng thực hiện
• 2.4. Phạm vi đánh giá
• 2.5. Cách tiếp cận và quy trình tính toán lượng phát thải khí ô nhiễm của các nhà máy nhiệt điện đốt than
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ ĐỐI VỚI CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN TẠI VIỆT NAM
• 3.1. Kết quả tính toán sản lượng than sử dụng của các nhà máy nhiệt điện
• 3.2. Kết quả tính toán và đánh giá mức độ phát thải của các khí ô nhiễm trong nhà máy nhiệt điện đốt than
• 3.3. Kết quả tính toán mức phát thải bụi
• 3.4. Kết quả tính toán NOx (NO2)
• 3.5. Kết quả tính toán SO2
• 3.6. Kết quả tính toán CO, CH4 và N2O
• 3.7. Kết quả tính toán CO2
• 3.8. Đánh giá phát thải với các nghiên cứu khác
• 3.9. Dự báo lượng phát thải trong tương lai
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Toàn cảnh phát thải khí ô nhiễm nhà máy nhiệt điện than

Nhà máy nhiệt điện than đóng vai trò trụ cột trong việc đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia, đặc biệt trong bối cảnh tăng trưởng kinh tế nhanh chóng của Việt Nam. Theo các quy hoạch điện quốc gia, nhiệt điện than cung cấp một tỷ trọng đáng kể trong tổng sản lượng điện toàn hệ thống. Tuy nhiên, quá trình đốt than để tạo ra điện năng cũng là một trong những nguồn phát thải chính gây ô nhiễm không khí. Việc đánh giá phát thải khí ô nhiễm từ nhà máy nhiệt điện than là một nhiệm vụ khoa học và quản lý cấp thiết, không chỉ để kiểm soát tác động môi trường mà còn để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Hoạt động này bao gồm việc định lượng các chất ô nhiễm chính như bụi mịn PM2.5, khí SO2 (lưu huỳnh đioxit), và khí NOx (oxit nitơ). Kết quả đánh giá là cơ sở khoa học vững chắc để xây dựng các báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM), đề xuất các giải pháp công nghệ, và hoạch định chính sách hướng tới mục tiêu giảm phát thải carbon. Việc kiểm kê phát thải một cách chính xác giúp các nhà quản lý và doanh nghiệp xác định được hiện trạng, từ đó áp dụng các biện pháp kiểm soát hiệu quả, tuân thủ các quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải và góp phần vào nỗ lực chung ứng phó với biến đổi khí hậu. Luận văn của Lê Thị Thủy (2021) đã cung cấp một bộ dữ liệu quan trọng, tính toán lượng phát thải từ 25 nhà máy nhiệt điện than đang vận hành, tạo tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn và các hành động cụ thể.

1.1. Vai trò của nhiệt điện than trong an ninh năng lượng

Theo Quy hoạch điện VII và dự thảo Quy hoạch điện VIII, nhiệt điện than vẫn giữ một vị trí quan trọng trong cơ cấu nguồn điện của Việt Nam trong những thập kỷ tới. Năm 2019, tổng công suất nhiệt điện than đạt 20.200 MW, chiếm 36,1% tổng công suất phát điện cả nước. Nguồn điện này có ưu điểm là ổn định, chi phí vận hành tương đối cạnh tranh và có thể hoạt động liên tục, đáp ứng nhu cầu phụ tải nền của hệ thống. Sự phụ thuộc vào nhiệt điện than đặt ra yêu cầu phải cân bằng giữa mục tiêu phát triển kinh tế và bảo vệ môi trường, trong đó việc kiểm soát phát thải là yếu tố then chốt.

1.2. Các loại khí ô nhiễm chính từ quá trình đốt than

Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là than đá, sinh ra một loạt các chất ô nhiễm. Các chất này bao gồm: Bụi mịn PM2.5 và các hạt bụi lớn hơn, có khả năng xâm nhập sâu vào hệ hô hấp. Khí SO2 (lưu huỳnh đioxit), hình thành từ lưu huỳnh có trong than, là nguyên nhân chính gây mưa axit. Khí NOx (oxit nitơ), sinh ra ở nhiệt độ cao trong buồng đốt, góp phần tạo ra sương mù quang hóa và các vấn đề về hô hấp. Ngoài ra, quá trình này còn phát thải khí CO (cacbon monoxit) và một lượng lớn khí nhà kính (GHG) như CO2, CH4 và N2O, trực tiếp gây ra biến đổi khí hậu.

II. Tác động môi trường từ phát thải nhà máy nhiệt điện than

Phát thải từ các nhà máy nhiệt điện than gây ra những tác động môi trường đa chiều và nghiêm trọng. Các chất ô nhiễm không chỉ ảnh hưởng cục bộ tại khu vực xung quanh nhà máy mà còn có khả năng lan truyền xa, gây ra các vấn đề môi trường mang tính khu vực và toàn cầu. Tác động rõ rệt nhất là tình trạng ô nhiễm không khí, khi nồng độ các chất như bụi mịn PM2.5, khí SO2 và khí NOx vượt ngưỡng cho phép, làm suy giảm chất lượng không khí. Hiện tượng mưa axit, gây ra bởi SO2 và NOx hòa tan trong nước mưa, tàn phá hệ sinh thái rừng, axit hóa đất đai và nguồn nước, đồng thời ăn mòn các công trình xây dựng. Về lâu dài, việc tích tụ một lượng khổng lồ khí nhà kính (GHG), chủ yếu là CO2, từ hoạt động đốt than là nhân tố hàng đầu thúc đẩy biến đổi khí hậu toàn cầu, dẫn đến các hiện tượng thời tiết cực đoan. Bên cạnh đó, chất thải rắn như tro xỉ than cũng là một thách thức lớn trong quản lý, có nguy cơ gây ô nhiễm đất và nguồn nước ngầm nếu không được xử lý đúng cách. Tất cả những tác động này đều ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng, gây ra các bệnh về đường hô hấp, tim mạch và làm giảm chất lượng cuộc sống của người dân sống gần các khu công nghiệp.

2.1. Phân tích ảnh hưởng đến chất lượng không khí và mưa axit

Khí SO2 (lưu huỳnh đioxit) và khí NOx (oxit nitơ) là hai tác nhân chính. Khi phát tán vào khí quyển, chúng phản ứng với hơi nước và các chất oxy hóa khác để tạo thành axit sulfuric (H2SO4) và axit nitric (HNO3). Các axit này sau đó rơi xuống mặt đất cùng với mưa, tuyết hoặc sương, tạo thành hiện tượng mưa axit. Mưa axit gây hại cho thảm thực vật, làm thay đổi thành phần hóa học của đất và nước, ảnh hưởng tiêu cực đến các hệ sinh thái nhạy cảm. Đồng thời, các hạt sulfate và nitrate thứ cấp hình thành từ SO2 và NOx cũng là thành phần quan trọng của bụi mịn PM2.5, làm gia tăng mức độ ô nhiễm không khí.

2.2. Nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe cộng đồng dân cư

Việc tiếp xúc lâu dài với không khí ô nhiễm từ hoạt động nhiệt điện than có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng. Bụi mịn PM2.5 có thể đi sâu vào phổi và máu, gây ra các bệnh về hô hấp như hen suyễn, viêm phế quản, và làm tăng nguy cơ mắc các bệnh tim mạch, đột quỵ. Các loại khí độc như khí SO2, khí NOx, và khí CO (cacbon monoxit) cũng gây kích ứng hệ hô hấp, làm trầm trọng thêm các bệnh mãn tính. Bảo vệ sức khỏe cộng đồng là một trong những động lực chính thúc đẩy việc áp dụng các công nghệ kiểm soát phát thải tiên tiến và siết chặt các tiêu chuẩn môi trường.

III. Phương pháp đánh giá phát thải khí ô nhiễm chính xác nhất

Để định lượng và quản lý hiệu quả, việc lựa chọn phương pháp đánh giá phát thải khí ô nhiễm từ nhà máy nhiệt điện than phù hợp là cực kỳ quan trọng. Hiện nay, có nhiều phương pháp được áp dụng trên thế giới, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Phương pháp quan trắc khí thải tự động (CEMS) cho kết quả đo đạc trực tiếp và liên tục tại nguồn thải, mang lại độ chính xác cao nhất. Tuy nhiên, chi phí đầu tư và vận hành hệ thống này rất lớn, và không phải tất cả các nhà máy tại Việt Nam đều được trang bị đầy đủ. Một phương pháp phổ biến khác, được đề cập chi tiết trong nghiên cứu của Lê Thị Thủy (2021), là phương pháp sử dụng hệ số phát thải. Phương pháp này ước tính lượng phát thải dựa trên lượng nhiên liệu tiêu thụ nhân với một hệ số đặc trưng cho từng loại công nghệ và nhiên liệu. Các hệ số này được tổng hợp từ các cơ sở dữ liệu uy tín quốc tế như Hướng dẫn của Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC) và tài liệu AP-42 của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA). Dù có độ không chắc chắn cao hơn so với CEMS, phương pháp hệ số phát thải có ưu điểm là chi phí thấp, dễ áp dụng trên quy mô lớn và phù hợp với điều kiện khi dữ liệu quan trắc còn hạn chế, giúp xây dựng được bức tranh tổng thể về hiện trạng phát thải.

3.1. So sánh phương pháp quan trắc và hệ số phát thải

Quan trắc khí thải tự động (CEMS) cung cấp dữ liệu theo thời gian thực, phản ánh chính xác điều kiện vận hành của nhà máy. Đây là công cụ hữu hiệu để giám sát tuân thủ và cảnh báo sự cố. Ngược lại, phương pháp hệ số phát thải là một công cụ ước tính, kết quả phụ thuộc nhiều vào chất lượng của dữ liệu đầu vào (lượng than tiêu thụ, đặc tính than) và sự phù hợp của hệ số được chọn. Tuy nhiên, nó lại là phương pháp không thể thiếu để kiểm kê phát thải trên quy mô quốc gia hoặc khu vực, đặc biệt khi cần xây dựng báo cáo đánh giá tác động môi trường (ĐTM) cho các dự án mới.

3.2. Quy trình tính toán phát thải theo hệ số IPCC và AP 42

Quy trình tính toán bắt đầu bằng việc thu thập số liệu chi tiết về hoạt động của từng nhà máy: công suất, sản lượng điện, loại than sử dụng và đặc tính của than (nhiệt trị, hàm lượng tro, hàm lượng lưu huỳnh). Lượng than tiêu thụ hàng năm được ước tính dựa trên sản lượng điện và hiệu suất lò hơi. Sau đó, lượng phát thải cho từng chất ô nhiễm (bụi, SO2, NOx, CO, CO2...) được tính bằng công thức: Lượng phát thải = Lượng than tiêu thụ × Hệ số phát thải × (1 - Hiệu suất xử lý). Hệ số phát thải được lựa chọn cẩn thận từ tài liệu của IPCC (cho khí nhà kính) và AP-42 (cho các chất ô nhiễm không khí) dựa trên loại công nghệ lò hơi (lò than phun PC hoặc lò tầng sôi CFB).

IV. Top công nghệ xử lý khí thải nhà máy nhiệt điện hiệu quả

Để giảm thiểu tác động môi trường, các nhà máy nhiệt điện than hiện đại bắt buộc phải trang bị các công nghệ xử lý khí thải tiên tiến. Việc lựa chọn công nghệ phụ thuộc vào loại chất ô nhiễm cần kiểm soát, đặc tính nhiên liệu và yêu cầu của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải. Đối với bụi, công nghệ phổ biến và hiệu quả nhất là bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP), có khả năng loại bỏ trên 99% các hạt bụi ra khỏi dòng khí thải trước khi thoát ra ống khói. Đối với khí SO2 (lưu huỳnh đioxit), hệ thống khử lưu huỳnh trong khói thải (FGD) là giải pháp tiêu chuẩn. Hệ thống này sử dụng các chất hấp thụ như đá vôi để phản ứng và trung hòa SO2, chuyển hóa nó thành thạch cao, một sản phẩm phụ có giá trị. Để kiểm soát khí NOx (oxit nitơ), các nhà máy thường áp dụng kết hợp các biện pháp trong và sau buồng đốt. Các biện pháp trong buồng đốt bao gồm sử dụng vòi đốt NOx thấp, trong khi biện pháp sau buồng đốt là hệ thống khử NOx chọn lọc có xúc tác (SCR) hoặc không xúc tác (SNCR). Hệ thống SCR có hiệu suất rất cao, có thể loại bỏ tới 90% NOx. Việc áp dụng đồng bộ các công nghệ này giúp nhà máy đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường ngày càng khắt khe.

4.1. Công nghệ lọc bụi tĩnh điện ESP và quản lý tro xỉ than

Bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP) hoạt động dựa trên nguyên lý ion hóa các hạt bụi trong khí thải, sau đó hút chúng về phía các tấm điện cực trái dấu. Bụi được thu lại và định kỳ đưa xuống phễu chứa. Tại Việt Nam, 100% nhà máy nhiệt điện than đã lắp đặt ESP. Song song với xử lý khí, việc quản lý tro xỉ than, sản phẩm phụ rắn, cũng rất quan trọng. Tro xỉ cần được thu gom và tái sử dụng làm vật liệu xây dựng, phụ gia xi măng để tránh phát sinh các bãi thải lớn gây ô nhiễm đất và nước.

4.2. Hệ thống khử SO2 FGD và hệ thống khử NOx SCR SNCR

Hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) bằng phương pháp ướt sử dụng đá vôi là công nghệ phổ biến nhất, với hiệu suất xử lý SO2 trên 90%. Một số nhà máy ven biển còn sử dụng nước biển làm chất hấp thụ. Đối với NOx, hệ thống khử NOx (SCR) phun amoniac (NH3) vào dòng khí thải có xúc tác, biến NOx thành khí nitơ (N2) và hơi nước vô hại. Đây là công nghệ hiệu quả nhất hiện nay, giúp kiểm soát chặt chẽ phát thải NOx, tác nhân chính gây mưa axit và ô nhiễm ozon tầng mặt đất.

V. Kết quả nghiên cứu Phát thải từ 25 nhà máy nhiệt điện

Nghiên cứu của Lê Thị Thủy (2021) đã thực hiện một cuộc kiểm kê chi tiết, đánh giá phát thải khí ô nhiễm từ nhà máy nhiệt điện than trên toàn quốc, cụ thể là 25 nhà máy đang hoạt động trong năm 2019. Bằng cách áp dụng phương pháp hệ số phát thải theo hướng dẫn của IPCC và AP-42, nghiên cứu đã tính toán và đưa ra những con số cụ thể về tải lượng các chất ô nhiễm chính. Kết quả này cung cấp một cái nhìn định lượng và toàn diện về mức độ đóng góp của ngành nhiệt điện than vào tổng lượng phát thải quốc gia. Các số liệu về bụi mịn PM2.5, khí SO2 (lưu huỳnh đioxit), và khí NOx (oxit nitơ) cho thấy sự chênh lệch đáng kể giữa các nhà máy, phụ thuộc vào công nghệ lò hơi, chất lượng than đầu vào, và đặc biệt là hiệu quả của các công nghệ xử lý khí thải được lắp đặt. Nghiên cứu cũng tiến hành so sánh kết quả với các công bố trước đó, chỉ ra xu hướng gia tăng phát thải do sự mở rộng quy mô của ngành. Những dữ liệu này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn là thông tin đầu vào quan trọng cho các nhà hoạch định chính sách trong việc xây dựng lộ trình giảm phát thải carbon và tăng cường công tác quản lý môi trường.

5.1. Phân tích số liệu phát thải bụi SO2 và NOx năm 2019

Dựa trên kết quả tính toán, tổng lượng phát thải từ 25 nhà máy trong năm 2019 là rất lớn. Các nhà máy có công suất lớn và công nghệ cũ hơn, hoặc chưa trang bị đầy đủ hệ thống xử lý khí thải hiện đại, có mức phát thải trên một đơn vị điện sản xuất cao hơn đáng kể. Phân tích cho thấy, mặc dù các nhà máy đều lắp đặt bộ lọc bụi tĩnh điện (ESP), lượng phát thải bụi vẫn là một con số đáng lưu ý. Tải lượng khí SO2 và khí NOx phụ thuộc chặt chẽ vào việc có hay không các hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) và hệ thống khử NOx (SCR), cũng như hiệu suất vận hành thực tế của chúng.

5.2. So sánh lượng phát thải với các nghiên cứu đã công bố

Khi đối chiếu với các nghiên cứu tương tự được thực hiện vào các năm 2010 và 2015, kết quả năm 2019 cho thấy tổng lượng phát thải của toàn ngành nhiệt điện than đã tăng lên đáng kể. Sự gia tăng này tương ứng với việc nhiều nhà máy mới với công suất lớn đi vào hoạt động để đáp ứng nhu cầu điện năng. Tuy nhiên, suất phát thải (lượng khí thải trên mỗi kWh điện) có xu hướng giảm ở các nhà máy mới nhờ áp dụng công nghệ lò hơi siêu tới hạn và các hệ thống kiểm soát ô nhiễm hiệu quả hơn. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đầu tư vào công nghệ sạch cho các dự án trong tương lai.

VI. Hướng đi tương lai cho ngành nhiệt điện than Việt Nam

Tương lai của ngành nhiệt điện than Việt Nam đang đứng trước những thách thức và cơ hội lớn. Để cân bằng giữa an ninh năng lượng và mục tiêu phát triển bền vững, hướng đi tất yếu là phải chuyển dịch sang các công nghệ sạch hơn và hiệu quả hơn. Trước mắt, việc yêu cầu tất cả các nhà máy tuân thủ nghiêm ngặt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải, cụ thể là QCVN 22:2009/BTNMT, là ưu tiên hàng đầu. Điều này đòi hỏi các nhà máy cũ phải đầu tư nâng cấp, cải tạo hệ thống xử lý khí thải, đặc biệt là lắp đặt hệ thống khử lưu huỳnh (FGD) và hệ thống khử NOx (SCR). Song song đó, cần tăng cường hệ thống quan trắc khí thải tự động và công khai dữ liệu để tăng cường tính minh bạch và giám sát của cộng đồng. Về dài hạn, lộ trình chuyển đổi năng lượng sạch cần được đẩy nhanh. Việt Nam cần giảm dần sự phụ thuộc vào than đá, không xây mới thêm nhà máy nhiệt điện than sau năm 2030 và từng bước thay thế các nhà máy cũ bằng các nguồn năng lượng tái tạo như điện gió, điện mặt trời, kết hợp với các giải pháp lưu trữ năng lượng. Quá trình giảm phát thải carbon này không chỉ giúp bảo vệ môi trường, ứng phó với biến đổi khí hậu mà còn mở ra cơ hội phát triển các ngành công nghiệp năng lượng mới, tạo động lực tăng trưởng xanh cho nền kinh tế.

6.1. Thách thức trong việc tuân thủ QCVN 22 2009 BTNMT

QCVN 22:2009/BTNMT quy định giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong khí thải công nghiệp đối với nhiệt điện. Việc tuân thủ quy chuẩn này đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành đáng kể cho các hệ thống kiểm soát ô nhiễm. Đối với các nhà máy được xây dựng từ lâu, việc nâng cấp công nghệ để đáp ứng các tiêu chuẩn ngày càng nghiêm ngặt là một thách thức lớn về tài chính và kỹ thuật. Do đó, cần có các cơ chế chính sách hỗ trợ và một lộ trình thực thi rõ ràng, quyết liệt từ các cơ quan quản lý nhà nước.

6.2. Lộ trình chuyển đổi năng lượng sạch và giảm phát thải carbon

Lộ trình chuyển đổi năng lượng sạch là một phần cam kết của Việt Nam tại COP26 nhằm đạt mức phát thải ròng bằng "0" vào năm 2050. Lộ trình này bao gồm việc tối ưu hóa hiệu suất lò hơi ở các nhà máy hiện hữu, thúc đẩy phát triển năng lượng tái tạo, và nghiên cứu các công nghệ mới như thu giữ và lưu trữ carbon (CCS). Việc giảm phát thải carbon từ ngành điện không chỉ là trách nhiệm môi trường mà còn là yêu cầu cấp thiết để nâng cao năng lực cạnh tranh và đảm bảo sự phát triển bền vững của quốc gia trong bối cảnh toàn cầu hóa và hội nhập kinh tế quốc tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC NHÀ MÁY NHIỆT ĐỐT THAN 1. Tổng quan về nhiệt điện đốt than 1. Nhiệt điện đốt than trên thế giới a.

Hiện trạng Cho đến nay nhiệt điện đốt than vẫn đang giữ vai trò chính trong sản lượng điện của thế giới và của nhiều nước. Năm 2017, nhiệt điện đốt than có mặt ở 77 nước (vào năm 2000 con số này là 65), 13 nước khác đang có kế hoạch phát triển nhiệt điện đốt than (NĐT). Công suất NĐT thế giới đã tăng gần gấp đôi trong giai đoạn 2000÷2017 từ 1.063GW lên đến 1. Có 3 nước có tổng công suất NĐT lớn nhất thế giới là Trung Quốc (935 GW), Hoa Kỳ (279 GW) và Ấn Độ (215 GW), tiếp theo là Đức (50 GW), Nhật Bản (44,5 GW), Nam Phi (41,3 GW), Hàn Quốc (38 GW), Ba Lan (29 GW) và Indonesia (28,6 GW) [5].

Sản lượng điện than của thế giới năm 2017 là 9.723,4 tỷ kWh, chiếm tỷ trọng cao nhất 38,1% tổng sản lượng điện của thế giới, vượt xa điện khí với sản lượng đứng thứ hai (23,1%). Năm 2017, các nước có NĐT chiếm tỷ trọng cao gồm: Nam Phi (87,7%), Ban Lan (78,8%), Ấn Độ (76,3%), Trung Quốc (67,2%), Ka-dắc-xtan (62,4%), Úc (61,3%), Indonesia (58,5%), Đài Loan (46,8%), Hàn Quốc (46,3%), Malaysia (44,7%), Đức (37%), Nhật Bản (33,6%), Thổ Nhĩ Kỳ (33%), Ukraina (32,2%), Mỹ (30,7%) [5]. Bản đồ các nhà máy nhiệt Hình 1. Bản đồ các nhà máy nhiệt điện đốt than vào năm 2000 điện đốt than vào năm 2019 (Nhà máy đang hoạt động (màu (Nhà máy đang hoạt động (màu vàng), vàng), mới hay mở rộng năm 2000 mới hay mở rộng năm 2019 (màu đỏ) (màu đỏ)) và đóng cửa hoặc thu hẹp vào năm 2020 (màu trắng)).

Việc phát triển NĐT của từng nước tùy thuộc vào tiềm năng tài nguyên than sẵn có trong nước và khả năng tiếp cận nguồn than từ bên ngoài. Nhìn chung, các nước châu Á - Thái Bình Dương vẫn tăng cường phát triển NĐT. Một số nước Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 9 “Đánh giá lượng phát thải các khí ô nhiễm của các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam” giảm NĐT là do cạn kiệt nguồn than trong nước, hoặc do có các nguồn tài nguyên năng lượng khác tốt hơn thay thế, đặc biệt do mức độ phát thải đã quá cao nên cần phải giảm. Xu hướng phát triển nhiệt điện đốt than của thế giới Hiện tại có hai xu hướng về nhiệt điện than: Xu hướng giảm, chủ yếu tại các nước OECD (Mỹ, Anh, Pháp, Ý, Hà Lan, Bồ Đào Nha, Áo, Iceland, Đan Mạch, Thụy Điển, Phần Lan v.) và xu hướng tăng, chủ yếu các nước ngoài OECD, nhất là các nước: Trung Quốc, Ấn Độ, ASEAN, Nam Phi, Thổ Nhĩ Kỳ, Bangladesh, Pakistan,.

Theo dự báo của Tổ chức Năng lượng quốc tế, trong giai đoạn 2015÷2040, tổng công suất điện than trên thế giới sẽ tăng thêm 947 GW, trong đó khối OECD tăng 97 GW, ngoài OECD tăng 850 GW, riêng Trung Quốc 383 GW và Ấn Độ 306 GW [6]. Dự báo sản lượng điện than trên thế giới giai đoạn 2020÷2040 được nêu ở Bảng 1. Dự báo sản lượng điện than trên thế giới giai đoạn 2020÷2040 (Đơn vị: Ngàn tỷ kWh) Khu Sản xuất 2020 2025 2030 2035 2040 vực điện Tổng 11,3 12 12,6 13,3 14,2 Các Điện than 3,4 3,4 3,3 3,3 3,3 nước Tỷ lệ điện OECD 30% 28,3% 26,2% 24,8% 23,2% than Các Tổng 14,4 16,4 18,2 20,2 22,3 nước Điện than 6,3 6,7 6,8 7,0 7,3 ngoài Tỷ lệ điện 43,7% 40,8% 37,4% 34,6% 32,7% OECD than Tổng 25,8 28,4 30,8 33,6 36,5 Điện than 9,7 10,1 10,1 10,3 10,6 Thế giới Tỷ lệ điện 37,6% 35,5% 32,8% 30,6% 29% than Nguồn: [6] Sản lượng điện từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch của các nước Đông Nam Á sẽ tăng từ 120 TWh năm 1990 lên 1.699 TWh năm 2040, tăng hơn 14 lần. Riêng trong giai đoạn 2020÷2040 tăng 1,8 lần.

Tỷ trọng của nhiệt điện đốt than sẽ tăng từ 32% (2013) lên 50% (2040) [6]. Lý do chính là phải dùng than thay thế cho dầu và khí đốt trong phát điện bị cạn kiệt. Dự báo nhu cầu than cho sản xuất điện Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 10 “Đánh giá lượng phát thải các khí ô nhiễm của các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam” Theo báo cáo Tổng quát về năng lượng thế giới của tổ chức Năng lượng quốc tế (IEA), trong Kịch bản các chính sách hiện tại, tổng nhu cầu than thế giới có thể tăng trung bình 1,18 % hàng năm trong giai đoạn 2014÷2040 (Bảng 1. Tốc độ này giảm đáng kể so với mức tăng 2,5 %/năm trong giai đoạn 1990÷2014.

Theo kịch bản dự báo này, đến 2040, than vẫn là nguồn nhiên liệu hàng đầu cho sản xuất điện, chiếm 40 % trong tổng nhu cầu nhiên liệu. Trong trường hợp các chính sách mới được thực thi, nhu cầu than có thể giảm đáng kể với tốc độ tăng trong giai đoạn 2014÷2040 giảm xuống mức 0,49 %/năm [6]. Dự báo nhu cầu than thế giới (Đơn vị: triệu tấn) Dự báo Hiện tại Chính sách mới Chính sách hiện tại Năm 2000 2014 2025 2040 2025 2040 Nhu cầu than 3308 5609 5650 5915 6229 7610 - Sản xuất điện 2236 3440 3373 3527 3871 4964 - Công nghiệp 857 1781 1891 2082 1956 2297 - Khác 216 388 386 306 402 349 Tỷ trọng sản 68% 61% 60% 60% 62% 65% xuất điện Nguồn: [6] 1. Tổng quan về ngành năng lượng điện Việt Nam a.

Vai trò của nhiệt điện đốt than trong Quy hoạch phát triển điện Quốc gia Năng lượng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống xã hội của chúng ta, xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng cao. Việt Nam là quốc gia có tiềm năng lớn về các nguồn khoáng sản năng lượng và đang được khai thác để phục vụ cho sự phát triển nền kinh tế xã hội. Nhu cầu sử dụng điện ở Việt Nam đang tăng nhanh do nền kinh tế tăng trưởng mạnh. Trong bối cảnh áp lực tăng trưởng điện tới năm 2030 vẫn còn rất lớn, các nguồn thủy điện và năng lượng tái tạo chưa đáp ứng được nhu cầu, thì vai trò của nhiệt điện than vẫn còn rất lớn trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội.

Theo số liệu tổng kết năm 2019, tổng công suất điện cả nước đạt 54.880 MW, trong đó nhiệt điện than đạt 20.200 MW chiếm 36,1% nhưng có giá trị rất cao về sản xuất ra điện lượng. Sản lượng do nhiệt điện than phát ra chiếm 150 tỷ kWh trong tổng số 231 tỷ kWh điện cả năm của Việt Nam [7]. Theo Quy hoạch điện VII, tổng công suất nhiệt điện đốt than năm 2020 chiếm 42,7% tổng công suất đặt (49,3% sản lượng điện sản xuất), đến năm 2030 chiếm 42,6% tổng công suất đặt (53,20% lượng điện sản xuất); tổng công suất Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 11 “Đánh giá lượng phát thải các khí ô nhiễm của các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam” nhiệt điện sử dụng khí thiên nhiên (gồm cả LNG) năm 2020 chiếm 14,9% tổng công suất đặt (16,60% lượng điện sản xuất), đến năm 2030 chiếm 14,7% tổng công suất đặt (16,80% lượng điện sản xuất) [4]. Cơ cấu công suất nguồn điện (từ trong ra ngoài: năm 2020;2025;2030) Trong Quy hoạch điện VII (điều chỉnh), từ nay tới năm 2030 có 18 dự án nhiệt điện than đang triển khai xây dựng và đang chuẩn bị đầu tư.

Nếu 18 dự án đó được hoàn thành, sẽ đưa công suất nhiệt điện than tăng thêm 21.200 MW, cùng với nhiệt điện than hiện nay (20.200 MW), tổng nhiệt điện than sẽ đạt công suất 41. Trong tổng công suất đặt nguồn điện năm 2030 dự kiến là 129.500 MW, nhiệt điện than chiếm 31,8% giảm đi so với hiện nay [4]. Trong bản dự thảo Quy hoạch điện VIII được Bộ Công thương xây dựng và chuẩn bị trình Chính phủ vào cuối tháng 12/2021 đã dự báo định hướng phát triển nhiệt điện than qua các giai đoạn như sau: + Về cơ cấu công suất: Giai đoạn 2021 – 2030: Cơ cấu công suất có sự thay đổi theo hướng giảm dần tỷ trọng nhiệt điện than từ 34% năm 2020 xuống còn 27% vào năm 2030, trong giai đoạn này không phát triển thêm nhiệt điện than mới ngoài các nhà máy nhiệt điện than đang trong quá trình xây dựng, và đang xúc tiến đầu tư để có thể vào vận hành trong giai đoạn 2021-2025. Giai đoạn 2031 – 2045: Cơ cấu công suất có sự thay đổi theo hướng giảm dần tỷ trọng nhiệt điện than từ 27% vào năm 2030 xuống còn 17-18% năm 2045 [8].

+ Về tỷ trọng: Tỷ trọng của nhiệt điện than tại Quy hoạch điện VIII là 27%, giảm 16% so với tỷ trọng của nhiệt điện than tại Quy hoạch điện VII điều chỉnh. Khoảng 18GW nhiệt điện than nhập khẩu đã phê duyệt trong Quy hoạch điện VII điều chỉnh sẽ được đẩy lùi ra giai đoạn sau 2030 hoặc không đưa vào cân đối [8]. Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 12 “Đánh giá lượng phát thải các khí ô nhiễm của các nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam” + Về quy mô nguồn điện: Quy hoạch điện VIII dự kiến năm 2025 tổng công suất nhiệt điện than lắp đặt là 29.500 MW (theo quy hoạch điện VII điều chỉnh năm 2025 tổng công suất là 47.600 MW), năm 2030 dự kiến tổng công suất nhiệt điện than lắp đặt là 37.300 MW (theo quy hoạch điện VII điều chỉnh năm 2030 tổng công suất là 55. Như vậy ở kịch bản cơ sở của quy hoạch điện VIII đưa ra đã có định hướng giảm dần tỷ trọng nhiệt điện than trong tương lai so với quy hoạch điện VII và quy hoạch điện VII điều chỉnh.

Khoảng 18 GW nhiệt điện than nhập khẩu đã phê duyệt trong Quy hoạch điện VII điều chỉnh sẽ được đẩy lùi ra giai đoạn sau 2030 hoặc không đưa vào cân đối. Các dự án nhiệt điện than nhập khẩu không đưa vào cân đối có tổng công suất khoảng 5 GW gồm: Vũng Áng III – 1200 MW, Long An I&II -2800MW, Tân Phước I – 1200 MW.